DE3019877C2

DE3019877C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Info

Publication number: DE3019877C2
Application number: DE19803019877
Authority: DE
Inventors: Katsunori Yokosuka Terasaka; Seishi Yasuhara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-05-26
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1989-02-23
Also published as: DE3019877A1

Description

entsprechenden Hochdruck-Brennstoffkanäle 22.

Die Brennkraftmaschine umfaßt ferner ein Schmiersystem mit einer ölwanne 24, aus der öl zu verschiedenen Teilen der Maschine mittels einer ölpumpe (nicht gezeigt) verteilt wird und dann in die Ölwanne 24 zurückgelangt. Das Schmiersystem der Vorrichtung gemäß der Erfindung kommuniziert über eine Bypassöffnung 26 mit der Maschinenschmierung stromabwärts von der ölpumpe.

ölfördermittel umfassen eine Ölleitung 28, deren eines Ende mit dem Schmiersystem über eine Bypassöffnung 26 verbunden ist und die zum Brennstofftank 14 führt. Ein elektromagnetisches Ventil 30 ist in der Ölleitung 28 angeordnet, um die Strömung des verbrauchten Maschinenöls aus dem Schmiersystem zum Brennstoffsystem zum Mischen mit Brennstoff zu regeln.

ölspeisemittel umfassen eine ölspeiseleitung 34, welche einen öltank 3? mit <Ιργ Ölwanne 24 verbindet. Ein elektromagnetisches Ventil 36 ist in die ölspeiseleitung 34 eingeschaltet, um das Einspeisen von Frischöl in die ölwanne zu regeln. Das öl wird vom öltank 32 zur ölwanne 24 durch Schwerkraft gefördert, weil der öltank 32 auf einem höheren Niveau angeordnet ist als die ölwanne 24.

im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 in Verbindung mit F i g. 1 die Steuerung der elektromagnetischen Ventile 30 und 36 beschrieben. Das Magnetventil 30 ist normalerweise geschlossen. Dann kann kein öl durch die Ölleitung 28 fließen. Wenn das Magnetventil 30 betätigt wird, kann öl durch die Ölleitung 28 strömen, so daß die ölfördermittel in Betriebszustand sind. Wie in F i g. 2 gezeigt, ist ein Zeitgeber 38 vorgesehen, der für eine bestimmte Zeitdauer immer dann eingeschaltet bleibt, wenn ein Wegmesser-Schalter 40 geschlossen ist. Der Zeitgeber 38 ist elektrisch über einen Sicherheitsschalter 42 und einen Zündschalter 44 mit einer Batterie 46 verbunden. Der Sicherheitsschalter 42 ist normalerweise geschlossen und wird, falls erforderlich, dann geöffnet, wenn der öltank 32 nahezu leer ist oder wenn aus irgendeinem Grund bevorzugt ist, verbrauchtes öl nicht aus der Maschine abzuziehen, um zu verhindern, daß öl aus dem Schmiersystem ausströmt.

Der Wegmesser-Schalter 40 wird immer dann geschlossen, wenn das Kraftfahrzeug eine vorbestimmte Wegstrecke zurückgelegt hat. Gemäß Fig.2 ist das Magnetventil 30 elektrisch mit dem Zeitgeber 38, dem Sicherheitsschalter 42, dem Zündschalter 44 und der Batterie 46 verbunden, so daß es mit Strom von der Batterie 46 versorgt wird.

Das Magnetventil 36 ist normalerweise geschlossen. In diesem Fall kann kein Öl durch die ölspeiseleitung 34 strömen. Wenn das Magnetventil 30 betätigt wird, kann Frischöl über die ölspeiseleitung 34 strömen, so daß die Ölspeisemittel im Betriebszustand sind. Wie in Fig.2 gezeigt, ist ein Zeitgeber 48 vorgesehen, der für eine vorgegebene Zeitdauer eingeschaltet bleibt, wenn sowohl ein ölstandsschalter 50 und ein Öldruckschalter geschlossen sind. Der Zeitgeber 48 ist elektrisch über einen Zündschalter 44 mit der Batterie 46 verbunden. Der Ölstandschalter 50 ist normalerweise offen, wird jedoch geschlossen, wenn der Ölstand in der Ölwanne unter ein vorbestimmtes Niveau absinkt Der öldruckschalter 52 ist normalerweise geöffnet, wird jedoch geschlossen, wenn der Öldruck im Schmiersystem unter einen vorbestimmten Druck abfällt Wie aus Fig.2 hervorgeht ist das Magnetventil 36 elektrisch mit dem Zeitgeber 48, dem Zündschalter 44 und der Batterie 46 verbunden, so daß er mit Strom versorgt wird.

Anhand der F i g. 3A und 3B wird nun der Aufbau des Wegmesser-Schalters 40 beschrieben. Wie gezeigt ist der Wegmesser-Schalter 40 einem Wegmesser 54 oder Kilometerzähler zugeordnet, der mehrere Zahlenräder aufweist. Ein bewegliches Kontaktstück 56 des Wegmesser-Schalters 40 ist an einem Zahlenrad 60 befestigt, das die Größenordnung von 10 km anzeigt, wobei das Kontaktstück in eine Umfangsfläche des Zahlenrades 60 eingebettet ist. Der Wegmesserschalter 40 umfaßt ein stationäres Kontaktteil 58, das ortsfest angeordnet ist, so daß das bewegliche Kontaktstück 56 in Kontakt mit dem ortsfesten Kontaktteil 58 bei jeder Umdrehung des

is Zahlenrades 60 gelangt. Es ist nun verstündlich, daß der Wegmesser-Schalter 40 jedesmal dann schließt, wenn das Kraftfahrzeug 100 km gefahren ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der in den F i g l his 3B gezeigten Ausführung beschrieben. Es sei angenommen, daß der Zündschalter 44 und der Sicherheitsschalter 42 geschlossen sind. Wenn der Wegmesser-Schalter 40 nach Zurücklegen einer Fahrstrecke von 100 km schließt, wird der Zeitgeber 38 für die vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet Während dieser Zeitdauer ist das Magnetventil 30 offen und läßt somit öl durch die Ölleitung 28 zum Brennstofftank 14 strömen. Die Menge an Maschinenöl, welche die ölleiu· ;g 28 durchströmt ist proportional zu der vorbestimmten Zeitdauer, während welcher der Zeitgeber 38 eingeschaltet ist. Das verbrauchte Maschinenöl wird mit dem Brennstoff im Brennstofftank 14 gemischt. Dieses Gemisch aus Maschinenöl und Brennstoff wird über die Brennstoff-Speiseleitung 16 mittels der Brennstoff-Einspritzpumpe 12 zu den Einspritzdüsen 20 gefördert und dort in die Brennkammern eingespritzt, wo das Gemisch aus Maschinenöl und Brennstoff verbrannt wird.

Wenn der ölstand in der ölwanne 24 unter ein vorbestimmtes Niveau als Ergebnis der ölabfuhr aus dem Schmiersystem oder aus irgendeinem anderen Grunde absinkt, schließt der ölstandsschalter 50 der ölwanne 24. Der öldruckschalter 52 bleibt offen, solange die Brennkraftmaschine arbeitet, weil der Öldruck hoch ist so daß der Zeitgeber 48 abgestellt bleibt, solange die Brennkraftmaschine in Betrieb ist. Wenn jedoch der öldruckschalter 52 schließt wenn die Maschine vor ihrem Start stillsteht oder wenn der Öldruck aus einem anderen Grund unter den vorbestimmten minimalen Druck abfällt schaltet der Zeitgeber 48 für eine bestimmte Zeitdauer ein und betätigt somit das Magnetventil 36, so daß im ölv.nk 32 gespeichertes Frischöl durch die ölspeiseleitung 34 zur Ölwanne 24 strömen kann. Auf diese Weise wird der ölstand in der ölwanne 24 auf einem angemessenen Niveau gehalten. Die durch die ölspeiseleitung 34 strömende ölmenge ist proportional der vorbestimmten Zeitdauer, für welche der Zeitgeber 48 eingeschaltet ist

Der öldruckschalter 52 ist zu dem Zwecke vorgesehen, daß ein Überfüllen der ölwanne 24 vermieden wird, was sonst eintreten könnte, wenn der ölstandsschalter aufgrund eines zeitweisen Abfalls des Ölstandes unter das vorbestimmte Niveau aufgrund von Maschinenschwingungen oder Verzögerungen beim Wiederherstellen des Anfangsniveaus unmittelbar nach dem Starten der Maschine wegen der hohen Viskosität des Öls schließt Deshalb wird Frischöl nur dann in die ölwanne eingespeist wenn der ölstand niedrig ist und

wenn der Öldruck unter einem vorbestimmten minimalen Wert liegt.

Die Zeitdauer, während der der Zeitgeber 48 eingeschaltet is', bestimmt die Menge an Frischöl, welche in die Ölwanne eingespeist wird. Diese Zeitdauer sollte so bemessen werden, daß selbst bei einem fehlerhaften Betätigungssignal der ölstand nicht über> äßig anwächst.

Es vt nun klar, daß wegen des AbfUhrens einer kleinen ölmenge verbrauchten Maschinenöls aus dem Schmiersystem und Ersetzen durch eine kleine Menge von Frischöl der übliche Ölwechsel überflüssig geworden ist und daß das Maschinenöl im Schmiersystem fortlaufend ersetzt wird, um einen konstanten Reinheitsgrad des Öles aufrechtzuerhalten. Weil derjenige Anteil des Maschinenöls, der aus dem Schmiersystem abgeführt wurde, zusammen mit dem Brennstoff verbrannt wird, ist das übliche Problem des Wechselns und Ahfijhrpns verbrauchten Öls eliminiert.

Bezüglich der Entscheidung, welche Menge an verbrauchtem öl aus dem Schmiersystem abgeführt werden soll, kann im Falle eines Dieselmotors mit einem ölvorrat von 51 und einem Ölwechsel-Intervall von 5000 km eine ölmenge von 100 cm³ je 100 km zurückgelegter Fahrstrecke abgeführt werden. Unter der Annahme, daß der Brennstoffverbrauch bei 101 je 100 km liegt, kann geschlossen werden, daß 100 cm³ Maschinenöl 10 I Brennstoff beigemischt wird. Es folgt, daß das BrennstoffVAltöl-Verhältnis bei 100:1 liegt. Dieses Verhältnis ist weit niedriger als das Brennstoff-/ öl-"erhältnis eines bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen verwendeten Gemisches. Folglich entsteht keine Schwierigkeit. Obwohl die Zugabe von öl ungenügende Brennstoff-Atomisierung verursacht, wird die Verbrennung jedenfalls bei Dieselmotoren nicht verschlechtert.

Natürlich ist theoretisch möglich, auch beispielsweise 1 cm³ Altöl aus dem Schmiersystem abzuführen: jedoch ist eine derartig feine Kontrolle schwierig durchzuführen und nicht praktisch.

Die Funktion des Sicherheitsschalter 42 besteht darin, zu verhüten, daß öl aus dem Schmiersystem auch dann abgeführt wird, wenn der öltank 32 nahezu leer ist oder wenn aus einem anderen Grunde es bevorzugt wird, verbrauchtes öl nicht aus der Maschine abzuführen. Der Sicherheitsschalter 42 ist von Hand betätigbar.

Vorzugsweise wird der öltank 32 aus einem durchsichtigen oder halbdurchsichtigen Material zur Erleichterung der Inspektion hergestellt.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausfühf ung Altöl Ober die Bypassöffnung 26 abgeführt wird, kann das Altöl auch aus der ölwanne 24 abgeführt werden, wenn eine elektrisch betätigte Pumpe das Magnetventil 30 ersetzt In diesem Fall sollte die elektrische Pumpe von der Bauart sein, daß sie absperrt, wenn sie nicht in Betrieb ist

Obwohl bei der beschriebenen Ausführung der öltank 32 auf einem höheren Niveau als die Ölwanne 24 angeordnet ist, um eine Schwerkraftströmung zu ermöglichen, kann das Magnetventil 36 auch von einer elektrisch betriebenen Pumpe ersetzt sein. Es ist ferner möglich, die Ölspeiseleitung 34 an die Saugseite der Maschinenölpumpe (nicht gezeigt) anzuschließen und somit das Magnetventil 36 einzusparen.

Es ist natürlich auch möglich, daß die Zeitdauer, während welcher der Zeitgeber 38 eingeschaltet ist, und/oder die Zeitdauer, während welcher der Zeitgeber 48 eingeschaltet ist, zu variieren, um eine variable Steuerung der Altöi-Abfuhr und Frischöl-Speisung zu bewirken.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 4 bis 8 wird nun eine zweite Ausführung beschrieben. Wie F i g. 4 zeigt, ist die zweite Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ähnlich der ersten Ausführung nach Fig. 1, unterscheidet sich davon jedoch in folgender Hinsicht. Bei der zweiten Ausführung umfassen die ölspeisemittel anstatt eines Magnetventiles 36 ein Schwimmerventil 62 und ein Ventil 64 der »Auf-Zu«-Bauart. Wie in

ίο F i g. 4 gezeigt ist, führt eine ölspeiseleitung 34 zu einer ölwanne 24, und das Auf-Zu-Ventil 64 ist in die Leitung 24 eingeschaltet. Das Ventil 64 wird in Verbindung mit dem Zündschalter der Maschine und mit einem Alarm-Summer betätigt, so daß das Ventil 64 die

ölspeiseleitung 34 absperrt, wenn der Maschinen-Zündschalter offen (abgestellt) ist oder wenn der Alarm-Summer betätigt ist.

Wie am besten aus F i g. 5A erkennbar ist, endet die ölspeiseleitung 34 in einem Ventilsitz 68 des Schwimmerventils 62. Das Schwimmerventil 62 umfaüt einen Schwimmkörper 70, der an einem Ventilglied 66 befestigt ist, welches den Sitz 68 bei Erreichen eines vorbestimmten ölstandes in der ölwanne schließt. Wenn das ölniveau in der ölwanne 24 über den vorbestimmten Ölstand hinaus ansteigt, bewegt sich der Schwimmkörper 70 aufwärts und hebt das Ventilglied 66 zum Schließen des Sitzes 68 an, während abfallendes ölniveau unter den vorbestimmten ölstand den Schwimmkörper 70 zum Bewegen nach unten und damit

öffnen des Sitzes veranlaßt. Vorzugsweise ist das Schwimmerventil 62 im mittleren Bereich der ölwanne 24 angeordnet.

Wenn der Schwimmkörper auf Fluktuationen des ölstandes in der ölwanne 24 zu empfindlich reagiert, wird der Schwimmkörper vorzugsweise in einem Gehäuse gemäß F i g. 5B und 5C angeordnet. Das darin gezeigte abgewandelte Schwimmerventil 62' weicht von dem Schwimmerventil 62 nur dadurch ab, daß ein umschließendes Gehäuse 74 vorgesehen ist.

Das Gehäuse 74 ist mit mindestens einem Luft-Leckloch 74a an seiner Deckwand und mit mindestens einem Loch 74b in einem Bereich versehen, der normalerweise in öl in der Ölwanne 24 eingetaucht ist. Das Gehäuse 74 wirkt wie eine Abschirmung zum Ausschalten der Wirkung plötzlicher, zeitweiser Fluktuationen des ölstandes in der ölwanne 24, die aus der Fahrzeugbewegung, erhöhter ölviskosität oder dgl. entstehen, indem der ölstrom zwischen der ölwanne und dem Gehäuse über das Loch 74b gedrosselt wird. Somit kann

so ein unerwünschtes öffnen des modifizierten Schwimmerventils 62' vermieden werden. Der ölstand kann also in der ölwanne 24 auf diese Weise mit größerer Genauigkeit auf einem vorbestimmten Stand gehalten werden.

Die Vorrichtung nach Fig.4 unterscheidet sich zusätzlich von der anhand der F i g. 1 beschriebenen Vorrichtung dadurch, daß die ölfördermittel mechanische Mittel gemäß den F i g. 6A und 6B oder gemäß den F i g. 7A, 7 B und 7C zum Zwecke des Kontrollieren der aus dem Schmiersystem abgeführten ölmenge aufweisen, so daß das elektromagnetische Ventil 30 und die zugeordnete Steuerschaltung vermieden sind. Ein weiterer Unterschied besteht in der Art und Weise, wie die ölförderleitung angeschlossen ist Eine Ölleitung 76, weiche vom Schmiersystem ausgeht, ist mit einer BrennstoffrückJaufleitung 16a eines Brennstoffsystems verbunden. Die Brennstoffrücklaufleitung 16a führt von einer Brennstoff-Einspritzpumpe 12 zu einem Brenn-

stofftank 14 und fördert Brennstoff von der Einspritzpumpe 12 zurück zum Brennstofftank 14. In die Ölleitung 76 ist ein Ventil 78 der Auf-Zu-Bauart eingeschaltet, welches abgesperrt ist, um Abzug von öl zu verhindern, wenn die Maschine nicht arbeitet oder wenn der Alarm-Summer betätigt wird. Die mechanischen Mittel zjm Zumessen einer ölmenge, die aus dem Schmiersystem abgezogen werden soll, werden im folgenden anhand der F i g. 6A und 6B sowie anhand der F i g. 7A, 7B und 7C beschrieben.

Gemäß den F i g. 6A und 6B führt die Ölleitung 76 zu einem Lagerabschnitt einer Nockenwelle 80, die drehbar durch ein Lager 82 unterstützt ist. Die Nockenwelle 80 ist mit einem zentralen ölkanal 84 und einem radial davon ausgehenden Kanal 86 versehen. Im Lager 82 ist ein ölkanal 88 ausgebildet, dessen eines Ende mit der Ölleitung 76 verbunden ist. Der radiale ölkanal 86 und der ölkanal 88 sind aufeinander so ausgerichtet, daß sie bei jeder Umdrehung der

ϊίΟΓΓιΙΓΓύΠίζΐεΓεπ.

Bei der mechanischen Zumeßvorrichtung nach den F i g. 6A und 6B wird einmal bei jeder Umdrehung, wenn die Nockenwelle 80 in eine Winkelstellung kommt, in welcher der radiale ölkanal 86 mit dem ölkanal 88 im Lager kommuniziert, eine ölmenge aus dem zentralen Kanal 84 in die Ölleitung 76 gepumpt. Die ölmenge, die aus dem zentralen Kanal 84 ausströmt, wird durch die Zeitdauer bestimmt, während welcher der radiale ölkanal 86 mit dem ölkanal 88 kommuniziert, sowie durch den Querschnitt des radialen ölkanals 86 und durch den Öldruck. Somit kann relativ genau ein kleiner ölmengenstrom aus dem Schmiersystem leicht eingestellt werden. Der radiale ölkanal 86 liefert auch Öl zu den miteinander zusammenwirkenden Lagerflächen zwischen der Nockenwelle 80 und dem Lager 82.

Eine andere Ausführungsform einer mechanischen Zumeßvorrichtung wird nun anhand der Fig.7A, 7B und 7C beschrieben. Die Fig.7A und 7B zeigen den Abschnitt eines Lagers, in dem öl zu einem zentralen ölkanal 84 einer Nockenwelle 80 über eine Speiseleitung 90, eine Umfangsnut 92 und einen radialen ölkanal 86 gefördert wird. Um öl abzuführen, ist ein ölkanal 88 so angeordnet, daß er mit einem Ausschnitt 94 in Verbindung steht (F i g. 7C), mit welchem die Umfangsnut ausgestattet ist. derart, daß der Ausschnitt 94 mit dem Ölkanal 88 einmal bei jeder Umdrehung der Nockenwelle 80 kommuniziert. Mit dieser Konstruktion ist eine ähnliche Wirkung wie bei der Konstruktion nach den F i g. 6A und 6B erzielt.

Die aus dem Schmiersystem mittels der mechanischen Zündvorrichtungen nach den Fig.6A und 6B oder nach den F i g. 7A, 7B und 7C förderbaren ölmengen sollten so eingestellt werden, daß ein bestimmter Reinheitsgrad des Öls im Schmiersystem aufrechterhalten ist

Bei der soweit anhand der F i g. 4 bis 7C beschriebenen Vorrichtung wird Öl in kleinen Mengen kontinuierlich zum Brennstofftank 14 während des Betriebes der Maschine gespeist, und der ölstand in der ölwanne 24 wird auf einem angemessenen Niveau mittels des Schwimmerventües 62 gehalten, welches die aus dem öltank 32 in die Ölwanne 24 gespeiste Frischölmenge regelt Der Querschnitt der Ölspeiseleitung 34 sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1 mm und 2 mm Durchmesser liegen, um eine übermäßige ölspeisung bei momentan schneller Änderung des ölstandes in der Ölwanne 24 zu vermeiden.

In F i g. 8 ist eine elektrische Schaltung dargestellt.

welche ein völliges Entleeren der Ölwanne durch das Schmiersystem ohne Ersatz des alten Öls durch Frischöl verhindert. W*nn es z. B. unmöglich wird, aufgrund von ölknappheit in dem öltank 32 öl zum Schmiersystem zu

fördern, wird es notwendig, das Abführen von öl aus dem Schmiersystem zu stoppen. Um dies zu bewerkstelligen, ist das Schwimmerventil 62 mit einem Grenzschalter 72 (siehe auch F i g. 5A) ausgerüstet, um ein übermäßiges Absinken des ölstandes in der Ölwanne 24 festzustellen. Der Grenzschalter 72 ist über einen handbetätigten Schalter 98, der normalerweise geschlossen ist, mit einer Batterie 96 verbunden. Mit dem Grenzschalter 72 sind ein Zeitgeber 100, ein Alarmsummer 102 und ein Ventil 78 so zusammengeschaltet, daß der Zeitgeber dann, wenn der Grenzschalter für eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 10 see) geschlossen bleibt, getriggert wird, um ein Ausgangssignal zum Alarmsi'mmer 102 und zum Ventil 78 abzugeben. Der Alarmsummer 102 erzeugt einen Summton bei Erhalt des Au5gang;;igna!es von dem Zeitgeber 100. Da? Ventil 78 wird zum Absperren der Ölleitung 76 (F i g. 4) veranlaßt, um das Abführen von öl aus dem Schmiersystem zu stoppen. Die Erzeugung des Ausgangssignals mittels des Zeitgebers 100 ist gegenüber dem Zeitpunkt, zu welchem der Grenzschalter geschlossen wird, verzögert. Diese Verzögerung ist vorgesehen, um die Betätigung des Alarmsummers 102 und des Ventils 78 auf vorübergehende Schwankungen des ölstandes in der ölwanne 24 zu verhindern.

Wenn der Alarmsummer 102 mit der Erzeugung eines Summtones beginnt und der Fahrer erkannt hat, daß seine Aufmerksamkeit gefordert ist, kann er den handbetätigbaren Schalter 98 aus einer Stellung, in welcher eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 96 und dem Grenzschalter besteht, in eine Stellung bringen, bei der eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 96 und einer Warnlampe 104 besteht. Somit wird der lästige Summton durch Aufleuchten der Warnlampe 104 ersetzt, um den Fahrer

ständig daran zu erinnern, daß der ölstand in der ölwanne niedrig ist.

Mit der anhand der F i g. 4 bis 8 -•«eschriebenen Vorrichtung kann ein gewisser Reinheitsgrad des Öls im Schmiersystem in einem zulässigen Bereich billig mit einer sehr einfachen Konstruktion und mit hoher Verläßlichkeit aufrechterhalten werden.

Anhand der Fig.9 bis 14 soll nun eine dritte Ausführung beschrieben werden. Diese Ausführung ist im wesentlichen ähnlich wie die erste Ausführung nach den F i g. 1 bis 3B, weist jedoch abgewandelte Ölfördermittel auf.

Gemäß den Fig. 10, Il und 12 umfassen die Ölfördermittel bei dieser Ausführung eine Ölleitung 106, die von einer Hauptleitung eines Schmiersystems zu einer Brennstoff-Einspritzpumpe 12 führt Wie am besten in Fig. 12 zu erkennen ist umfaßt die Einspritzpumpe 12 ein Gehäuse 108, in das mehrere Hochdruck-Brennstoffkanäle 22a eingeformt sind, welche mit Hochdruck-Brennstoff röhrchen 22 kommunizieren {siehe auch F i g. 10 und 11), welche ihrerseits mit Brennstoff-Einspritzdüsen 20 kommunizieren. Das Gehäuse 108 ist ferner mit mehreren Verbindungskanäien 110 versehen, von denen jeder einen der Hochdruck-Brennstoffkanäle 22a mit einem gemeinsamen Kanal 112 verbindet der mit der Ölleitung 106 kommuniziert In jedem Verbindungskanal 110 ist ein Rückschlagventil 114 angeordnet das eine Einweg-Strömung in Richtung zu dem entsprechenden Hochdruck-Brennstoffkanal

22d rjläßt. V»-ie am besten aus Fig. 13 ersichtlich ist, umfaßt jedes Rückschlagventil 114 eine Feder 116, die ein Ventilglied 118 gegen einen an einem Ventilkörper 120 ausgebildeten Ventilsitz drückt. Der Ventilkörper 120 ist in der gezeigten Lage mittels eines Stopfens 122 festgelegt. Zwischen dem Ventilkörper 120 des Rückschlagventils 114 und dem Ventilkörper 108 der Brennstoff-Einspritzpumpe 12 ist eine Dichtung 124 angeordnet. Zwischen dem Ventilkörper 120 und dem Stopfen 122 ist eine Dichtpackung 126 vorgesehen.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, ist jeder Hochdruck-Brennstoffkanal 22a über ein Abgabeventil 134 mit einer Pumpenkammer 132 verbunden. Die Purnpenkammer 132 ist von einem Plungergehäuse 128, einem darin beweglichen Plunger 130 und einem Ventilkörper 136 des Abgabevoiitils 134 begrenzt. Das Bezugszeichen 138 bezeichnet eine Feder, welche das Abgabeventil 134 in die gezeigte Schließstellung drückt. Der Hochdruck-Brennstoffkanal 22a erstreckt sich von dem Abgabeventil 134 zu einem entsprechenden Hochdruck-Brennstoffröhrchen 22.

Die sowf^;t anhand der Fig. 10 bis 13 beschriebenen Fördermittel arbeiten wie folgt: Der Plunger 130 ist hin- und herbewegbar und saugt Brennstoff in die Pumpenkammer während des Saug- oder Abwärtshubes des Plungers 130. Während des Aufwärtshubes verdrängt der Plunger 130 Brennstoff in die Pumpenkammer 132, wobei er das Abgabeventil 134 aufwärts entgegen der Kraft der Feder 138 drückt, um den dadurch führenden Brennstoffkanal zum Hochdruck-Brennstoffkanal 22a zu öffnen. Der Brennstoff strömt von dem Hochdruckßrennstoffkanal 22a zu einer entsprechenden Brennstoff-Einspritzdüse 20 (siehe Fig. 10) über ein entsprechendes Hochdruck-Brennstoffröhrchen 22.

Wenn der Plunger 130 seinen Abwärtshub beginnt, schließt das Abgabeventil 134 unter der Wirkung der Feder 138. Während des Hubes des Plungers 130 setzt sich das Abgabeventil 134 unter der Wirkung der Ventilfeder 138 auf seinen Sitz. Das Abgabeventil 134 ist mit einem Kolben 134a gemäß F i g. 13 ausgerüstet, der eine Saugbewegung macht, wenn das Abgabeventil geschlossen wird. Diese Saugbewegung führt zu einem schnellen Abfall des Brennstoffdruckes in dem Hochdruck-Brennstoffkanal 22a und dem Brennstoff-Einspritzröhrchen 22. Infolgedessen wird die Brennstoff- Einspritzung scharf abgebrochen, und ein Lecken >an Brennstoff aus der Brennstoff-Einspritzdüse 20 (Fig. 10) ist verhindert. Dieser Abfall des Brennstoffdruckes im Brennstoffkanal 22a i?t sehr scharf am Ende der Brennstoff-Einspritzung gemäß Fig.9; infolgedessen 'indet eine Brennstoff-Pulsation nach abgeschlossener Brennstoff-Einspritzung statt.

Gemäß den Fig. 12 und 13 wird Dnicköl zu dem gemeinsamen Kanal 112 von der Hauptleitung des

ίο Schmiersystems über die Ölleitung 106 gefördert. Der Druck in dem gemeinsamen Kanal 112 ist; niedriger als der verbleibende Druck in dem Hochdruck-Brennstoffkanal 22a, so daß das Rückschlagventil 114 normal schließen kann.

Das Rückschlagventil 114, welches normalerweise geschlossen ist, wird immer dann geöffnet, wenn eine Druckwelle auftritt, um den Druck im Hochdrnck-Brennstoffkanal 22a zu einem momentanen Abfall unter den Druck in dem gemeinsamen Kanal 112 zu

schlagventil 114 fördert öl über das Ventil in den Hochdruck-Brennstoffkanal 22a.

Auf diese Weise wird eine bestimmte Ölmenge aus dem Schmiersystem in das Brennstoffsystem bei jedem

Brennstoff-Einspritztakt gespeist. Das öl wird mit dem Brennstoff gemischt und zusammen mit dem Brennstoff in den Brennkammern der Brennkraftmaschine verbrannt. Wenn der ölstand im Schmiersystem aufgrund der ölabfuhr absinkt, wird die ölspeisung 34,36 und 50

(siehe F i g. 10) in Betriebsstellung geschaltet, um öl zum Schmiersystem zu speisen.

Fig. 14 zeigt ein abgewandeltes Ventilglied 118', welches das Ventilglied 118 des Rückschlagventils 114 ersetzen kann. Dieses Ventilglied 118' ist mit einer Kolbenfläche 140 versehen, die beim Schließen des Ventils eine Saugbewegung erzeugt Aufgrund der Saugbewegung der Kolbenfläche wird ein scharfes Schließen des Ventils erzielt, wodurch die zum Schließen des Ventils erforderliche Zeit und damit auch die über jede Ventilöffnung gespeiste Ölmenge verringert wird. Wenn es also erwünscht ist, die aus dem Schmiersystem abzuführende ölmenge zu reduzieren, sollte das Rückschlagventil mit einem Ventilglied 118' gemäß F i g. 14 verwendet werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Schmiersystem mit ölwanne (24) und öltank (32) für Frischöl sowie euiem Brennstoffsystem mit Brennstofftank (14), wobei Ölfördermittel (28,30; 76,78; 106,12) zum selbsttätigen Abführen eines Teils des verbrauchten Schmieröls und ölspeisemittel (34, 36; 62, 64) zum selbsttätigen Zuführen von Frischöl aus dem Öltank zum Schmiersystem vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ölfördermittel (28, 30; 76, 78; 106, 12) mit dem Brennstofftank (14) kommunizieren, so daß sich der verbrauchte ölanteil ₎₅ mit dem Brennstoff im Brennstofftank (14) vermischt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ölfördermittel eine Ölleitung (28), deren eines Ende mit dem Schmiersystem und deren _Μ anderes Ende mit dem Brennstofftank (14) kommuniziert, sowie ein regelbares Ventil (30) in der Ölleitung umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölfördermittel einen Wegmesser- _Μ Schalter (40), einen Zeitgeber (38), einen Sicherheitsschalter (42), einen Zündschalter (44) und eine Batterie (46) umfassen, wobei der Zeitgeber (38) während einer vorbestimmten Zeitdauer immer dann eingeschaltet ist, wenn der Wegmesser-Schalter (40) geschlossen ist, und wobei das Ventil ein elektromagnetisches Ventil (30) ist, das elektrisch mit dem Zeitgeber (38), dem Sicherheitsschalter (42), dem Zündschalter (44) und der Batterie (46) gekoppelt ist, um mit Strom versorgt zu werden.

4. Vorrichtung nach einem l.t Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölspeisemittel eine ölspeiseleitung (34), deren eines Ende mit dem öltank (32) und deren anderes Ende mit der ölwanne (24) kommuniziert, und ein in die Ölspeiseleitung eingeschaltetes Ventil (36) umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ölspeisemittel einen Zündschalter (44), einen Ölstand-Schalter (50), einen öldruckschalter (52), eine Batterie (46) und einen Zeitgeber (48) umfassen, welcher während einer bestimmten Zeitdauer, in der sowohl der Ölstand-Schalter und der öldruckschalter geschlossen sind, die Vorrichtung eingeschaltet hält, und daß das Magnetventil ein elektromagnetisches Ventil (36) ist, das elektrisch so mit dem Zeitgeber (48), dem Zündschalter (44) und der Batterie (46) gekoppelt ist, um mit Strom versorgt zu werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fahrzeug'Weg-Streckenzähler ein Schalter (40) zugeordnet ist, welcher die Vorrichtung einschaltet, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Wegstrecke zurückgelegt hat

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß Mittel (50) zum Messen des ölstandes in der Ölwanne (24) und zum Einschalten der Vorrichtung in Abhängigkeit vom gemessenen Ölstand vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ölfördermittel eine Zumeßvorrichtung (80—88; 94) zum mechanischen Zumessen einer bestimmten Menge an Maschinenöl umfassen, welche aus dem Schmiersystem in die ölfördermittel eintritt, und daß die ölspeisemittel außer einer ölspeiseleitung (34), deren eines Ende mit dem öltank (32) in Verbindung steht, ein Schwimmerventil (62, 62') umfaßt, welches so aufgebaut und angeordnet ist, daß es eine bestimmte Menge Frischöl in die ölwanne aus der ölspeiseleitung eintreten läßt, so daß der ölstand in der Ölwanne auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßvorrichtung eine Welle (80) mit einem zentralen ölkanal (84) und mit einem davon ausgehenden radialen Kanal (86) umfaßt, und daß ein Lager (82) zum drehbaren Unterstützen der Welle (80) mit einem Kanal (88) versehen ist, dessen Mündung mit dem radialen Kanal (86) kommuniziert

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Zumeßvorrichtung eine Welle (80) mit einem zentralen ölkanal (84) und einer Umfangsnut (92) umfaßt daß ein Kanal (86) von dem zentralen ölkanal zur Umfangsnut führt, daß ein Lager (82), welches die Welle (80) drehbar unterstützt mit einer Speiseleitung (90) versehen ist die zu einer stets zur Umfangsnut offenen Speiseöffnung führt und daß eine Abfahrleitung (88) von einer Abführöffnung zu der ölspeiseleitung (90) führt, wobei die Abführöffnung in einem gegenüber der Umfangsnut versetzten Bereich angeordnet ist und wobei die Welle mit einem Ausschnitt (94) versehen ist der in die Umfangsnut mündet und mit der am Lager angeordneten Abführöffnung fluchten kann.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmerventil (62,62') einen Schwimmkörper (70) mit einem Ventilglied (66) und einem den Schwimmkörper umgebenden Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse (74) Öffnungen {74b) zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen der außerhalb des Gehäuses gelegenen ölwanne und dem Inneren des Gehäuses aufweist

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die ölspeisemittel eine ölspeiseleitung (106) umfassen, deren eines Ende mit dem Schmiersystem kommuniziert, daß eine Brennstoffeinspritzpumpe (12) mehrere Abgabeventile (114) und damit kommunizierende Hochdruck-Brennstoffkanäle (22a) aufweist wobei ein oder mehrere Verbindungskänäle (110,112) mindestens einen der Hochdruck-Brennstoffkanäle mit der ölspeiseleitung verbinden, und daß ein Rückschlagventil (114) in dem oder den Verbindungskanälen angeordnet ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (110, 112) mit jedem der Hochdruck-Brennstoffkanäle (22äjkommunizieren.

14. Verfahren zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Schmiersystem mit ölwanne und mit einem Brenn· Stoffsystem mit Kraftstofftank, wobei selbsttätig verbrauchtes öl abgeführt und Krischol in die Wanne nachgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Öl in dosierter Menge zum Kraftstofftank gefördert und in diesem mit dem Kraftstoff gemischt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß verbrauchtes öl nach Zurücklegen

einer vorbestimsme« Fahrtstrecke zum Brennstoffsystem gefördert wird und daß Frischöl in Abhängigkeit vom Ölstand in der ölwanne nachgefüllt wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Schmiersystem mit ölwanne und Öltank für Frischöl sowie einem Brennstoffsystem mit Brennstofftank, wobei ölfördermittel zum selbsttätigen Abführen eines Teils des verbrauchten Schmieröls und ölspeisemittel zum selbsttätigen Zuführen von Frischöl aus dem öltank zum Schmiersystem vorgesehen sind, sowie ein Verfahren zum Ölwechseln.

Maschinenöle, die als Schmiermittel verwendet werden, werden nach längerem Gebrauch minderwertig und bleiben nicht langer wirksam. Es ist deshalb notwendig, das öi in regelmäßigen Zeitabständen zu wechseln. Ölwechsel erfordern jedoch Zeitatiwand und kostspielige Arbeit Manchmal wird der Ölwechsel vergessen und folglich nicht rechtzeitig durchgeführt Es ist ferner notwendig, den ölstand regelmäßig zu prüfen und, falls erforderlich, öl nachzufüllen, ölprüfungen sind mühsam und werden deshalb ungern ausgeführt Verbrauchtes öl muß wiederaufbereitet werden, was wiederum ein kostenaufwendiges Verfahren erfordert Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art (US-PS 34 47 636) wird verbrauchtes öl auf Veranlassung des Fahrers hin in den Oberteil einer »Reservepatrone« gepumpt, wodurch Frischöl aus dieser Reservepatrone in einen Zwischenbehälter verdrängt und dem Motor zugeführt wird. Die Reservepatrone muß anschließend ausgewechselt werden.

Ferner ist eine Ölfilter- und Mischvorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Ölgemisches zur Verbrennung entweder in Dieselmotoren oder Zweitaktmotoren bekannt, welche einen Ölanteil für die Kolbenschmierung benötigen (DE-OS 27 36 153). Hierbei wird verbrauchtes Öl zunächst in einem Filter gereinigt, dann mit Kraftstoff vermischt und anschließend dem Brennraum zugeführt Wenn das Schmieröl aus dem ölsumpf verbraucht ist, muß in bekannter Weise ein Ölwechsel vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum selbsttätigen Ölwechseln der in der US-PS 34 47 636 beschriebenen Art so auszubilden, daß sich ein Entfernen verbrauchten Schmieröle praktisch erübrigt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die ölfördermittel mit dem Brennstofftank kommunizieren, so daß sich der verbrauchte Ölanteil mit dem Brennstoff im Brennstoffunk vermischt

Ein Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß das verbrauchte öl in dosierter Menge zum Kraftstofftank gefördert und in diesem mit dem Kraftstoff gemischt wird.

Das verbrauchte öl wird gemäß der Erfindung also dem Verbrennungsprozeß zugeführt Die Erfindung wird demgemäß mit Vorteil bei Dieselmaschinen und Zweitakt-Otto-Majchinen angewendet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ut.ier Schutz gestellt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von schematjschen Zeichnungen an AusfQhrungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert Es zeigt

Fig, 1 eine schematische Übersicht über eine 5 bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung zum automatischen Ölwechseln und Abfuhren von verbrauchtem öl gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung, die bei der Vorrichtung nach F i g. 1 angewendet ist; Fig.3A und 3B Ansichten eines Wegmesser-Schalters, der bei der Schaltung nach F i g. 2 verwendet ist, wobei Fig.3A die Zahlenräder des mit einem Schaltkontakt versehenen Wegmessers und Fi g. 3B ein Zahlenrad mit dem Schaltkontakt und mit einem stationären, damit zusammenwirkenden Schaltorgan darstellen;

Fig.4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 einer zweiten Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.5A eine Schnittansicht eines Schwimmerventils, das bei der Vorrichtung nach F i g. 4 verwendet ist;

Fig.5ß einen Schnitt durch c^Jne abgewandelte Ausführung des Schwimmerventils nach F i g, 5A;

Fig.5C einen Horizontalschnitt durch das Schwimmerventil nach F i g. 5B;

Fig.6A einen Schnitt nach der Linie VLA-VlA in Fig.6B, der ein Lager darstellt in welchem eine Nockenwelle drehbar unterstützt ist, wobei ein Anteil von Maschinenöl in eine Ölleitung eintreten kann, die zu einem Brennstoffsystem führt;

Fig.6B einen Längsschnitt durch das Lager nach Fig.6A;

F i g. 7A einen Querschnitt nach der Linie VIIS-VIIA in Fig.7B, wobei ein Lager ähnlich demjenigen nach Fig.6A in abgewandelter Form gezeigt ist, das einen Anteil von Maschinenöl in eine zum Brennstoffsystem führende Ölleitung eintreten läßt; F i g. 7B einen Schnitt durch das Lager nach F i g. 7A; F i g. 7C eine perspektivische Ansicht des in F i g. 7A dargestellten Lagers;

F i g. 8 ein Blockschaltbild einer Ausfallsicherung- und Alarmschaltung zum Stillsetzen der Vorrichtung nach F15.4, welche einen Teil des Maschinenöls aus dem Schmiersystem zum Brennstoffsystem fördert; Fig.9 ein Diagramm für den Brennstcff-Einspritzdruck über der Zeit;

Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig.l einer dritten Ausführung einer Vorrichtung zum selbsttätigen Ölwechseln und Abführen von verbrauchtem öl gemäß der Erfindung;

F i g. 11 eine Ausschnittvergrößerung aus F i g. 10; Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XH-XH in g;

Fig. 13 einen Teilschnitt nach der Linie XlH-XlH in Fig. 12und

F i g. 14 eine perspektivische Ansicht eines Ventilgliedes eines Rückschlagventils, das bei der Ausführung nach F i g. 12 und 13 verwendet ist

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung mit einem Brennstoffsystem, das eine

Brennstoff-Einsprilzpumpe 12, einen Brennstofftank 14, eine Brennttoff-Speiseleitung 16, ein Brennstoffilter 18, Brennstoff-Einspritzdüsen 20 und Hochdruck-Brennstoffkanäle 22 umfaßt. Die Brennstoff-Spsiseleitung 16 führt vom Brennstofftank 14 zur Einspritzpumpe 12, um

Brennstoff aus dem Brennstofftank 14 zur Einspritzpumpe Yi zu fönjtrn. Der Brennstoff wird "beim Passieren des Filters 18 gefiltert. Die Einspritzpumpe 12 fördert Brennstoff zu den Einspritzdüsen 20 über die